JP2551564B2 - Accident section detection device for power equipment - Google Patents
Accident section detection device for power equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、送電線における地絡の発生の有無および
発生区間の同定を行なうことのできる電力設備用事故区
間検出装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power equipment accident section detection device capable of identifying whether or not a ground fault has occurred in a transmission line and identifying a section in which the ground fault has occurred.
［従来の技術］ 電力設備用送電線として管路気中送電線（以下、GIL
と記す）を一例として説明する。GILは中心導体と金属
製シースとの間を絶縁スペーサで保持し、中心導体と金
属製シースによる区間内に絶縁性ガス、たとえばSF6ガ
スを充填して構成される。[Prior Art] Pipe air transmission line (hereinafter referred to as GIL
Will be described as an example. The GIL is constituted by holding an insulating spacer between the central conductor and the metallic sheath, and filling an insulating gas, for example SF 6 gas, in the section formed by the central conductor and the metallic sheath.
このようなGILはシースソリットボンドで使用される
ため、シースには導体電流と逆方向にほぼ同じ大きさの
シース電流が流れる。Since such a GIL is used in a sheath solid bond, a sheath current of approximately the same size as the conductor current flows in the sheath in the opposite direction.
このようなGILにおいては十分に耐電圧構成がとられ
ているにもかかわらず地絡が生じることがあり、これに
対する対策が必要となる。このため、送電線に地絡が生
じたとき、GILの定められた区間内で地絡が生じたのか
あるいはこのGIL区間につながる区間外で地絡が生じた
のかを監視する必要がある。Although such a GIL has a sufficient withstand voltage structure, a ground fault may occur, and measures against it may be necessary. For this reason, when a ground fault occurs on a transmission line, it is necessary to monitor whether the ground fault occurs within the section where the GIL is defined or whether it occurs outside the section connected to this GIL section.
従来のこの種の対策の１つとして、送電線の定められ
た区間の両端に各々変流器（以下、CTと記す）を設置
し、このCTからの信号電流により事故点を検出する機器
がある。As one of the conventional measures of this kind, a device that installs a current transformer (hereinafter referred to as CT) at each end of a defined section of the transmission line and detects the fault point by the signal current from this CT is there.
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、このCTを用いる方式においては、CTからの信
号を検知判断する信号処理回路とCTとの間の距離が長
く、かつその信号伝達線が電線であるため、その途中で
ノイズを拾うことや、CTが露出して高圧線に取付けられ
ているためCTと高圧線との接触や、CTの物理的破壊等に
より誤判断が生ずることがある。また、CTの形状が大き
いという欠点もあった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the method using the CT, the distance between the signal processing circuit that detects and determines the signal from the CT and the CT is long, and the signal transmission line is an electric wire. Therefore, the noise may be picked up in the middle of the process, or the CT may be exposed and attached to the high-voltage line, so that the CT and the high-voltage line may come into contact with each other, or the CT may be physically destroyed, resulting in an erroneous judgment. In addition, there is a drawback that the shape of CT is large.
それゆえ、この発明の目的は上述の従来のCTを用いる
方式の欠点を除去し、簡単な構成で誤判断の生じない事
故区間検出装置を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the method using the CT, and to provide an accident section detection device having a simple structure and causing no erroneous judgment.
［問題点を解決するための手段］ この発明による事故区間検出装置は、送電線の定めら
れた区間の両端において、送電線を流れる電流が誘起す
る磁界を検出して光信号の形態で送電線電流情報を導出
した後電気信号に変換し、区間の一方端から他方端へこ
の変換された電気信号に対応する信号を伝送した後、他
方端側で区間の両端に対して得られた送電線電流情報か
ら送電線電流の位相の相関関係を求め、地絡事故発生区
間を検出するようにしたものである。[Means for Solving Problems] An accident section detection device according to the present invention detects a magnetic field induced by a current flowing through a power transmission line at both ends of a predetermined section of the power transmission line to detect the magnetic field in the form of an optical signal. After deriving the current information, converting it to an electric signal, transmitting the signal corresponding to this converted electric signal from one end of the section to the other end, and then the transmission line obtained for both ends of the section on the other end side The phase correlation of the transmission line current is obtained from the current information, and the ground fault accident occurrence section is detected.
［作用］ この発明における磁界−光−電気信号変換手段は、光
信号の形態で送電線電流情報を導出するため、信号線に
光ファイバを用いることが可能となり、一方、区間内で
地絡が発生したときと区間外で地絡が発生したときとで
は区間両端が与える電流の位相の相関関係が異なるた
め、この電流の位相の相関関係を検出することにより地
絡事故区間を検出することが可能となる。また、送電線
電流情報を区間の一方端から他方端へ送信しているので
事故区間の両端間距離が大きい場合でも事故区間検出を
行なうことができる。[Operation] Since the magnetic field-optical-electrical signal converting means in the present invention derives the transmission line current information in the form of an optical signal, it becomes possible to use an optical fiber for the signal line, while a ground fault occurs in the section. Since the correlation of the phase of the current applied to both ends of the section is different when it occurs and when the ground fault occurs outside the section, it is possible to detect the ground fault accident section by detecting the correlation of the phase of this current. It will be possible. Further, since the transmission line current information is transmitted from one end to the other end of the section, the failure section can be detected even when the distance between both ends of the failure section is large.
［発明の実施例］ 第１図はこの発明の一実施例である光学的磁界センサ
を用いた事故区間検出装置の構成を示す図である。第１
図において電力送電線の区間Ｌが監視される。区間Ｌの
両端地点ＡおよびＢには各々光学的磁界センサ2aおよび
2bが設置される。両磁界センサ2a,2bが導出する送電線
電流に対応した光信号出力は２心の光ファイバケーブル
3a,3bにより信号処理回路4aおよび4bにそれぞれ伝達さ
れる。地点Ａに設けられた信号処理回路4aは、光ファイ
バ3aを介して磁界センサ2aより与えられた信号を電気信
号に変換して電流情報伝送装置50へ与える。電流情報伝
送装置50は与えられた電気信号を受けてその電気信号に
対応する信号を信号線52を介して地点Ｂ側に設けられた
電流情報受信装置51へ与える。この伝送装置50から受信
装置51への信号伝送形態は様々なものが利用可能であ
る。たとえば、与えられた電気信号を増幅した後再び光
信号に変換し、光ファイバからなる信号線52を介して受
信装置51へ送信する構成を用いてもよい。また、伝送装
置50において、与えられた電気信号をコード化されたデ
ィジタル信号に変換した後、受信装置51へ伝送し、受信
装置51でもとの電気信号に復元するように構成してもよ
い。いずれにしても、伝送装置50を設けることにより、
区間ＬのＡ−Ｂ間距離を大きくすることが可能となる。
なぜなら、この伝送装置50を用いない場合、磁界センサ
2aと信号処理回路4aとの距離は、磁界センサ2aで導出さ
れる信号の大きさが小さく、また磁界センサ2aが光ファ
イバ3aに挿入されるために生じる挿入損失のため、光フ
ァイバ3aを介して伝送される信号の減衰が大きいため、
たとえば増幅器を用いてもＡ−Ｂ間距離を500m以上に大
きくすることができないからである。電流情報受信装置
51は信号線20を介して伝送装置50から与えられた送電線
電流情報信号を受けて電気信号の形態で判別装置５へ与
える。判別装置５は、地点Ｂに設けられた信号処理回路
4bからの電気信号と電流情報受信装置51からの電気信号
とを受けて地点Ａおよび地点Ｂを流れる交流電流の位相
の相関関係を検出し地絡の有無および地絡区間の判定を
行なう。[Embodiment of the Invention] FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an accident zone detection apparatus using an optical magnetic field sensor according to an embodiment of the present invention. First
In the figure, the section L of the electric power transmission line is monitored. At both ends A and B of the section L, the optical magnetic field sensors 2a and
2b is installed. The optical signal output corresponding to the transmission line current derived from both magnetic field sensors 2a and 2b is a two-core optical fiber cable.
The signals are transmitted to the signal processing circuits 4a and 4b by 3a and 3b, respectively. The signal processing circuit 4a provided at the point A converts the signal given from the magnetic field sensor 2a via the optical fiber 3a into an electric signal and gives it to the current information transmission device 50. The current information transmission device 50 receives the given electric signal and gives a signal corresponding to the electric signal to the current information receiving device 51 provided on the side of the point B via the signal line 52. Various signal transmission forms from the transmission device 50 to the reception device 51 can be used. For example, a configuration may be used in which a given electric signal is amplified, converted into an optical signal again, and transmitted to the receiving device 51 via the signal line 52 formed of an optical fiber. Further, the transmission device 50 may be configured to convert a given electric signal into a coded digital signal, transmit the coded digital signal to the reception device 51, and restore the original electric signal in the reception device 51. In any case, by providing the transmission device 50,
It is possible to increase the A-B distance of the section L.
Because, if this transmission device 50 is not used, the magnetic field sensor
The distance between 2a and the signal processing circuit 4a is small via the optical fiber 3a due to the insertion loss that occurs when the signal derived by the magnetic field sensor 2a is small and the magnetic field sensor 2a is inserted into the optical fiber 3a. Signal is transmitted with great attenuation,
This is because the A-B distance cannot be increased to more than 500 m even if an amplifier is used. Current information receiver
51 receives the power transmission line current information signal given from the transmission device 50 through the signal line 20 and gives it to the discrimination device 5 in the form of an electric signal. The discriminating device 5 is a signal processing circuit provided at the point B.
By receiving the electric signal from 4b and the electric signal from the current information receiving device 51, the correlation of the phases of the alternating currents flowing through the points A and B is detected, and the presence or absence of the ground fault and the ground fault section are determined.
第２図はこの発明において用いられる磁界センサの基
本動作原理を示す図である。以下、第２図を参照して磁
界センサの基本動作原理について説明する。FIG. 2 is a diagram showing the basic operation principle of the magnetic field sensor used in the present invention. Hereinafter, the basic operation principle of the magnetic field sensor will be described with reference to FIG.
一定の偏光方向Ａを持つ直線偏光が、たとえばBSO単
結晶からなるファラデー素子13へ与えられる。このファ
ラデー素子13には入射光の進行方向と平行に磁界Ｈが印
加される。入射光はファラデー素子13を通過する際、フ
ァラデー回転を生じ、入射光の振動方向Ａが一定の角度
φだけ回転される。したがって、このファラデー素子13
の透過光は振動方向Ｂの直線偏光となる。磁界の強さを
Ｈ、ファラデー素子13の長さをｌ、ベルデ定数をVeとす
ると、回転角φは φ＝Ve・Ｈ・ｌ …（１） で表わされる。Linearly polarized light having a constant polarization direction A is given to the Faraday element 13 made of, for example, a BSO single crystal. A magnetic field H is applied to the Faraday element 13 in parallel with the traveling direction of incident light. When the incident light passes through the Faraday element 13, the Faraday rotation is generated, and the vibration direction A of the incident light is rotated by a certain angle φ. Therefore, this Faraday element 13
Transmitted light becomes linearly polarized light in the vibration direction B. When the strength of the magnetic field is H, the length of the Faraday element 13 is 1, and the Verdet constant is Ve, the rotation angle φ is represented by φ = Ve · H · l (1).
第３図はこのファラデー回転を利用した磁界センサの
構造を示す図である。磁界センサ２は、ファラデー素子
13としてBSO単結晶を用いる。このファラデー素子13は
その入射光側と透過光側とを除いて誘電体多層反射膜14
で覆われる。このファラデー素子13の入射光側には入射
光を直線偏光に変換する偏光子15が設置される。また、
透過光側には、光軸が偏光子15と45度の角度をなす検光
子16が設置される。検光子16とファラデー素子13との間
には、透過光の光軸を一定角度回転させる施光子17が付
置される。FIG. 3 is a diagram showing the structure of a magnetic field sensor utilizing this Faraday rotation. The magnetic field sensor 2 is a Faraday element.
BSO single crystal is used as 13. The Faraday element 13 has a dielectric multilayer reflection film 14 except for the incident light side and the transmitted light side thereof.
Covered with. On the incident light side of the Faraday element 13, a polarizer 15 that converts the incident light into linearly polarized light is installed. Also,
An analyzer 16 whose optical axis forms an angle of 45 degrees with the polarizer 15 is installed on the transmitted light side. Between the analyzer 16 and the Faraday element 13, an optical element 17 for rotating the optical axis of the transmitted light by a certain angle is attached.
このセンサ２の透過率Ｔ（透過光と入射光の強度比）
は、 Ｔ＝（１＋sin 2φ）/2 …（２） で表わされる。２φ＜＜１の条件では、式（２）は Ｔ＝（１＋２φ）/2 …（３） となる。ここで磁界ＨがH0 sinωｔで表わされる交番磁
界の場合、透過率Ｔは式（１）と式（３）より、 Ｔ＝（１＋2Ve・H0 sinωｔ・ｌ）/2 となる。したがって、透過光の直流成分と交流成分の比
率（変調の深さ）を求めることにより、磁界の強さH0を
求めることができる。Transmittance T of this sensor 2 (ratio of intensity of transmitted light and incident light)
Is expressed by T = (1 + sin 2φ) / 2 (2). Under the condition of 2φ << 1, the equation (2) becomes T = (1 + 2φ) / 2 (3). Here, when the magnetic field H is an alternating magnetic field represented by H 0 sin ωt, the transmittance T is T = (1 + 2Ve · H 0 sin ωt · l) / 2 from the equations (1) and (3). Therefore, the strength H 0 of the magnetic field can be obtained by obtaining the ratio (modulation depth) of the DC component and the AC component of the transmitted light.
第４図は上述の磁界センサ２を用いて印加磁場Ｈの大
きさを求める磁界センサ回路の基本構成を示す図であ
る。発行ダイオード19は、信号処理回路４からの一定の
電位信号に応答してそこを流れる電流に応じた光を発生
して磁界センサ２へ与える。磁界センサ２は発光ダイオ
ード19から与えられた光を受けてそこに与えられる磁界
に応じた透過光をフォトダイオード20へ与える。フォト
ダイオード20は磁界センサ２からの透過光に応じた電気
信号を発生して信号処理回路４へ与える。信号処理回路
４は、フォトダイオード20から与えられた電気信号の直
流成分が予め定められた或る値になるように発光ダイオ
ード19に印加する電圧をコントロールし、直流成分と交
流成分の比を求める代わりに交流成分よりなる磁界セン
サ２に印加される磁界Ｈの大きさおよび周波数に応じた
電気信号を出力する。この磁界センサ２に印加される磁
界Ｈは送電線シース電流により誘起される。したがっ
て、磁界Ｈの強さはシース電流の大きさに比例している
ので、この磁界Ｈの強さH0の変化がシース電流の変化に
対応する。すなわち、信号処理回路４が導出する電圧信
号のレベルはシース電流の大きさに対応する。したがっ
て、信号処理回路４が導出する信号を検知判断すること
によりシース電流の大きさの変化を検知することが可能
となる。FIG. 4 is a diagram showing the basic configuration of a magnetic field sensor circuit for obtaining the magnitude of the applied magnetic field H using the magnetic field sensor 2 described above. The issuing diode 19 responds to a constant potential signal from the signal processing circuit 4 to generate light corresponding to the current flowing therethrough and gives it to the magnetic field sensor 2. The magnetic field sensor 2 receives the light given from the light emitting diode 19 and gives to the photodiode 20 the transmitted light according to the magnetic field given there. The photodiode 20 generates an electric signal according to the transmitted light from the magnetic field sensor 2 and gives it to the signal processing circuit 4. The signal processing circuit 4 controls the voltage applied to the light emitting diode 19 so that the direct current component of the electric signal given from the photodiode 20 becomes a predetermined value, and obtains the ratio of the direct current component and the alternating current component. Instead, it outputs an electric signal according to the magnitude and frequency of the magnetic field H applied to the magnetic field sensor 2 composed of an AC component. The magnetic field H applied to the magnetic field sensor 2 is induced by the transmission line sheath current. Therefore, since the strength of the magnetic field H is proportional to the magnitude of the sheath current, the change in the strength H 0 of the magnetic field H corresponds to the change in the sheath current. That is, the level of the voltage signal derived by the signal processing circuit 4 corresponds to the magnitude of the sheath current. Therefore, the change in the magnitude of the sheath current can be detected by detecting and determining the signal derived by the signal processing circuit 4.
第５図は第１図の判別装置５の構成を示すブロック図
である。判別装置５は、地点Ａおよび地点Ｂからの信号
入力を方形波に波形整形して増幅する増幅器6a,6bと、
増幅器6a,6bが導出する信号の排他的論理和をとる排他
的論理和回路７を含む。この排他的論理和回路７からの
出力信号は積分器８へ与えられる。積分器８は与えられ
た信号を積分し比較器９へ与える。比較器９は積分器８
からの信号を予め定められた基準電位と比較し、与えら
れた信号が基準電位より高ければ“H"の信号を、そうで
ない場合には“L"の信号をAND回路10へ与える。AND回路
10は比較器９からの信号と、地絡時に導通状態となる一
方が接地されるリレー回路30出力信号を反転回路31で反
転した信号とを入力する。AND回路10からの信号により
表示回路12で地絡の有無および地絡区間の表示を行な
う。表示回路12は、AND回路10出力によりセットされて
Ｑ出力より“H"の信号を出力するフリップフロップ回路
40と、フリップフロップ回路40のＱ出力を受けて反転し
て出力するインバータ41と、インバータ41出力により発
光する発光ダイオードLEDと音声を発生するブザーBZと
を備える。フリップフロップ回路40はリセットボタンRE
SETによりリセットされる。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the discriminating device 5 in FIG. The discriminating device 5 includes amplifiers 6a and 6b for shaping the signal inputs from the points A and B into a square wave and amplifying them.
An exclusive OR circuit 7 for exclusive ORing the signals derived by the amplifiers 6a and 6b is included. The output signal from the exclusive OR circuit 7 is given to the integrator 8. The integrator 8 integrates the given signal and gives it to the comparator 9. Comparator 9 is integrator 8
The signal from is compared with a predetermined reference potential, and if the given signal is higher than the reference potential, a signal of "H" is given to the AND circuit 10 otherwise. AND circuit
Reference numeral 10 receives the signal from the comparator 9 and the signal obtained by inverting the output signal of the relay circuit 30 in which one of which is in a conductive state at the time of ground fault is grounded by the inverting circuit 31. The display circuit 12 displays the presence / absence of a ground fault and a ground fault section in response to a signal from the AND circuit 10. The display circuit 12 is a flip-flop circuit that is set by the output of the AND circuit 10 and outputs a signal of "H" from the Q output.
40, an inverter 41 for receiving and inverting and outputting the Q output of the flip-flop circuit 40, a light emitting diode LED for emitting light by the output of the inverter 41, and a buzzer BZ for generating a sound. The flip-flop circuit 40 has a reset button RE
It is reset by SET.
第６図は常時（地絡の生じないとき）および区間Ｌ内
の地絡および区間Ｌ外の地絡における、地点A,Bにおけ
る電流波形と信号処理回路4a,4bの出力信号波形を一覧
にした図である。FIG. 6 shows a list of current waveforms at points A and B and output signal waveforms of the signal processing circuits 4a and 4b at all times (when no ground fault occurs), ground faults inside the section L and ground faults outside the section L. FIG.
第７図は常時および区間Ｌ内での地絡における排他的
論理和回路７および積分器８の出力信号波形を表わした
図である。以下、第５図，第６図および第７図を参照し
て判別装置５の動作について説明する。FIG. 7 is a diagram showing output signal waveforms of the exclusive OR circuit 7 and the integrator 8 in the ground fault at all times and in the section L. The operation of the discriminating device 5 will be described below with reference to FIGS. 5, 6, and 7.
まず、地絡が生じたとき、リレー回路30が導通状態と
なる。このことにより事故の有無がまず判別される。First, when a ground fault occurs, the relay circuit 30 becomes conductive. As a result, the presence or absence of an accident is first determined.
次に地絡の区間判別について説明する。 Next, the ground fault section determination will be described.
区間Ｌ内の地絡のとき、第６図に見られるように信号
処理回路4a,4bの出力波形は互いに位相が180度異なると
ともにその振幅が大きくなる。この信号は増幅器6a,6b
によりパルス状に波形整形されかつ増幅される。この増
幅された信号は排他的論理和回路７へ与えられ、そこで
排他的論理和がとられる。排他的論理和回路７は、与え
られた信号レベルが一致する場合には“L"の信号を出力
し、与えられた信号レベルが不一致の場合に“H"の信号
を出力する。したがって、区間Ｌ内で地絡が発生した場
合、排他的論理和回路７の出力は高い出力レベルの幅の
広いパルス信号となる。積分器８はその入力が正レベル
のときのみ積分動作を行なう。したがって、第７図に見
られるように、このときの積分器８の出力信号波形は三
角波であり、その出力レベルの一部はコンパレータ９の
基準設定値を越える。したがってコンパレータ９は与え
られた信号が基準設定値を越える場合にのみ“H"の信号
を出力するため、コンパレータ９出力信号とリレー回路
30からの反転回路31を介した信号とを受けるAND回路10
は“H"の信号を発生して表示回路12のフリップフロップ
回路40のセット入力Ｓへ与える。フリップフロップ回路
40はこのセット入力に与えられた“H"の信号に応答して
Ｑ出力より“H"の信号を発生しインバータ41を介して発
光ダイオードLEDおよびブザーBZを動作させる。When there is a ground fault in the section L, the output waveforms of the signal processing circuits 4a and 4b differ in phase from each other by 180 degrees and their amplitudes become large as seen in FIG. This signal is the amplifier 6a, 6b
Is pulse-shaped and amplified by. This amplified signal is given to the exclusive OR circuit 7, where the exclusive OR is taken. The exclusive OR circuit 7 outputs an "L" signal when the applied signal levels match, and outputs an "H" signal when the applied signal levels do not match. Therefore, when a ground fault occurs in the section L, the output of the exclusive OR circuit 7 becomes a wide pulse signal having a high output level. The integrator 8 performs the integrating operation only when its input is at a positive level. Therefore, as seen in FIG. 7, the output signal waveform of the integrator 8 at this time is a triangular wave, and a part of its output level exceeds the reference set value of the comparator 9. Therefore, the comparator 9 outputs the "H" signal only when the given signal exceeds the reference set value. Therefore, the comparator 9 output signal and the relay circuit
AND circuit 10 for receiving the signal from 30 through the inverting circuit 31
Generates a signal of "H" and supplies it to the set input S of the flip-flop circuit 40 of the display circuit 12. Flip-flop circuit
In response to the "H" signal applied to the set input, 40 generates a "H" signal from the Q output to operate the light emitting diode LED and the buzzer BZ via the inverter 41.
地絡が区間Ｌ外で発生した場合、第６図から見られる
ようにＡ地点電流とＢ地点電流の位相がほぼ揃ってい
る。したがって、増幅器6a,6bから地絡発生に伴なっ
て、たとえ信号レベルの高い信号が排他的論理和回路７
へ与えられたとしても、排他的論理和回路７出力は常時
と同様となる。したがって、排他的論理和回路７より後
段の回路はリレー回路30からの信号を除いて常時と同様
の信号を導出するので、地絡の表示は現われない。この
ことにより、地絡は区間Ｌ外で生じたと判定される。When the ground fault occurs outside the section L, the phases of the current at the point A and the current at the point B are almost aligned as seen from FIG. Therefore, even if a signal having a high signal level is generated by the exclusive OR circuit 7 due to the occurrence of the ground fault from the amplifiers 6a and 6b.
Even if it is given to, the output of the exclusive OR circuit 7 is the same as always. Therefore, the circuit subsequent to the exclusive OR circuit 7 derives a signal similar to that at all times except for the signal from the relay circuit 30, so that the ground fault is not displayed. As a result, it is determined that the ground fault has occurred outside the section L.
このようにして送電線事故区間の検出は可能である
が、信号処理回路4a,4b、判定回路５に故障がある場
合、区間Ｌ内で事故が発生したときの事故区間検出を行
なうことができない。In this way, the transmission line accident section can be detected, but if the signal processing circuits 4a, 4b and the judging circuit 5 have a failure, the accident section cannot be detected when an accident occurs in the section L. .
第８図はこの発明の他の実施例を示す図であり、信号
処理回路および判別装置の故障診断を可能にする構成を
示す図である。以下、第８図を参照して故障診断回路の
構成について説明する。FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the present invention, and is a diagram showing a configuration that enables failure diagnosis of the signal processing circuit and the discrimination device. The configuration of the failure diagnosis circuit will be described below with reference to FIG.
地点Ａに対しては、信号処理回路4a出力を受け、コン
トロール信号25に応答して故障診断時にのみ与えられた
信号をサンプルアンドホールドするサンプルホールド回
路21aと、コントロール信号25に応答して動作し、故障
診断時にのみ商用周波数の信号を発生する発振器24と、
サンプルホールド回路21a出力をその負入力に受け、発
振器24出力をその正入力に受ける差動アンプ22aと、差
動アンプ22a出力に応答して流れる電流に応じた光信号
を発生して光ファイバ3aを介して磁界センサ2aへ与える
発光ダイオード19aと、磁界センサ2aからの光ファイバ3
aを介した光信号に応答した電気信号を発生するフォト
ダイオード20aとが設けられる。For the point A, the sample-hold circuit 21a which receives the output of the signal processing circuit 4a and responds to the control signal 25 to sample and hold the signal given only at the time of failure diagnosis, and operates in response to the control signal 25. , An oscillator 24 that generates a signal of commercial frequency only at the time of failure diagnosis,
A differential amplifier 22a receiving the output of the sample-hold circuit 21a at its negative input and an oscillator 24 output at its positive input, and an optical signal 3a for generating an optical signal corresponding to the current flowing in response to the output of the differential amplifier 22a. A light-emitting diode 19a to be given to the magnetic field sensor 2a via the optical fiber 3 from the magnetic field sensor 2a.
A photodiode 20a is provided for generating an electrical signal in response to the optical signal via a.
地点Ｂに対しては、信号処理回路4b出力を受け、コン
トロール信号25に応答して故障診断時にのみ与えられた
信号をサンプルアンドホールドするサンプルホールド回
路21bと、発振器24出力を受けて反転して差動増幅器22b
の正入力へ与える反転回路23と、反転回路23出力を正入
力に受けかつサンプルホールド回路21b出力を負入力に
受ける差動アンプ22bと、差動アンプ22b出力に応答した
光信号を発生して光ファイバ3bを介して磁界センサ2bへ
光信号を与える発光ダイオード19bと、磁界センサ2bか
らの光ファイバ3bを介して光信号を電気信号に変換して
信号処理回路4bへ与えるフォトダイオード20bとから構
成される。For the point B, the signal processing circuit 4b receives the output, the sample hold circuit 21b which responds to the control signal 25 to sample and hold the signal given only at the time of failure diagnosis, and the oscillator 24 output to receive and invert the signal. Differential amplifier 22b
To generate a light signal in response to the output of the differential amplifier 22b, and the differential amplifier 22b that receives the output of the inverting circuit 23 as the positive input and the output of the sample hold circuit 21b as the negative input. From a light emitting diode 19b that gives an optical signal to the magnetic field sensor 2b via the optical fiber 3b, and a photodiode 20b that gives an optical signal to the signal processing circuit 4b by converting the optical signal to an electric signal via the optical fiber 3b from the magnetic field sensor 2b. Composed.
サンプルホールド回路21a,21bは常時は“L"にあるコ
ントロール信号25に応答して利得0dBのアンプとして差
動する。発振器24は、“L"のコントロール信号25に応答
して不活性状態にありその出力は0Vに保たれている。一
方、発振回路24は“H"のコントロール信号が与えられる
と活性状態となり商用周波数の信号を出力する。The sample-hold circuits 21a and 21b respond to the control signal 25 which is normally at "L" and differentially operate as an amplifier having a gain of 0 dB. The oscillator 24 is inactive in response to the "L" control signal 25, and its output is maintained at 0V. On the other hand, the oscillator circuit 24 becomes active when a "H" control signal is applied, and outputs a signal of commercial frequency.
次に動作について説明する。常時はサンプルホールド
回路21a,21bおよび発振器24のコントロール信号25は
“L"に保たれている。したがってサンプルホールド回路
21a,21bは共に利得0dBのアンプとして作動し、一方発振
器24の出力は0Vに保たれている。したがって発光ダイオ
ード19aおよび発光ダイオード19bには各々信号処理回路
4aから与えられる電流制御信号レベルに応じた電流（通
常は直流）が流れている。Next, the operation will be described. The control signals 25 of the sample and hold circuits 21a and 21b and the oscillator 24 are normally kept at "L". Therefore, the sample and hold circuit
Both 21a and 21b operate as an amplifier with a gain of 0 dB, while the output of oscillator 24 is kept at 0V. Therefore, each of the light emitting diode 19a and the light emitting diode 19b has a signal processing circuit.
A current (normally direct current) corresponding to the current control signal level given from 4a is flowing.
装置の故障自己診断を行なう場合には、コントロール
信号25が“H"にされる。この結果サンプルホールド回路
21a,21bはそれぞれ活性状態となり、それぞれ発光ダイ
オード19a,発光ダイオード19bの各々の電流制御信号を
ホールドする一方発振器24は“H"のコントロール信号25
に応答して活性状態となり商用周波数の信号を出力す
る。したがって、作動アンプ22aの出力はサンプルホー
ルド回路21aの反転出力に発振器24の出力を加算した値
となる。一方、差動アンプ22bの出力は反転回路23によ
り、サンプルホールド回路21bの反転出力から発振器24
の出力を減算した値になる。この結果、フォトダイオー
ド20a,20bにはそれぞれ発光ダイオード19a,19bを流れる
電流に対応した出力、すなわち区間Ｌ内事故と同様の出
力が得られる。これによりたとえば地絡発生時における
装置の故障自己診断が可能となる。すなわち、通常、地
絡が発生した後にはすぐにその送電線経路は遮断されそ
の送電線には電流が流れないようにされる。この状態に
おいてコントロール信号25を“H"にするとともにフリッ
プフロップ回路40をリセット状態とすると、装置が正常
に働いておれば表示装置12が動作し発光ダイオードLED
およびブザーBZが動作する。一方、装置が故障している
場合には、フリップフロップ回路40をリセットした後に
おいては、表示装置12は何ら作動しないことになり、表
示装置12の故障自己診断動作前後の表示状態を比較する
ことにより装置の故障を検出することができる。When performing the device self-diagnosis, the control signal 25 is set to "H". As a result, the sample and hold circuit
21a and 21b are respectively activated, and hold the current control signals of the light emitting diode 19a and the light emitting diode 19b, respectively, while the oscillator 24 outputs the "H" control signal 25.
In response to, it becomes active and outputs a commercial frequency signal. Therefore, the output of the operational amplifier 22a has a value obtained by adding the output of the oscillator 24 to the inverted output of the sample hold circuit 21a. On the other hand, the output of the differential amplifier 22b is fed from the inverting output of the sample hold circuit 21b to the oscillator 24 by the inverting circuit 23.
It is the value obtained by subtracting the output of. As a result, the photodiodes 20a and 20b can obtain outputs corresponding to the currents flowing through the light emitting diodes 19a and 19b, that is, the outputs similar to the accident in the section L. As a result, for example, it becomes possible to perform self-diagnosis of a device failure when a ground fault occurs. That is, normally, immediately after the occurrence of the ground fault, the transmission line path is cut off so that no current flows in the transmission line. In this state, if the control signal 25 is set to "H" and the flip-flop circuit 40 is reset, the display device 12 operates and the light emitting diode LED if the device operates normally.
And buzzer BZ works. On the other hand, if the device has failed, the display device 12 will not operate after the flip-flop circuit 40 is reset, and the display states before and after the failure self-diagnosis operation of the display device 12 should be compared. Can detect a failure of the device.
なお、電流情報伝送装置50がコード化されたディジタ
ル信号形態で光ファイバ52を介して電流情報受信装置51
へ送電線電流情報を送信する場合には、磁界センサ異常
検出信号を送電線電流情報と多重化して送信することが
可能である。すなわち、磁界センサ2aに光電流が正常に
流れているか否かを検出する異常検出器を設け、この異
常検出器出力を伝送装置50へ与え、そこで送電線電流情
報と多重化（たとえば、送電線電流情報を８ビットで表
わす場合、９ビット目に磁界センサ状態情報を付加）し
て受信装置51へ送信することができる。この場合、受信
装置51で多重化情報がデコードされ磁界センサ異常が検
出される。It should be noted that the current information transmission device 50 is in the form of a coded digital signal and is transmitted through the optical fiber 52 to the current information reception device 51.
When transmitting the transmission line current information to the transmission line electric current, the magnetic field sensor abnormality detection signal can be multiplexed with the transmission line current information and transmitted. That is, the magnetic field sensor 2a is provided with an abnormality detector for detecting whether or not a photocurrent is normally flowing, and the abnormality detector output is given to the transmission device 50, where it is multiplexed with the transmission line current information (for example, the transmission line). When the current information is represented by 8 bits, the magnetic field sensor state information can be added to the 9th bit and transmitted to the receiving device 51. In this case, the receiving device 51 decodes the multiplexed information and detects the magnetic field sensor abnormality.
また、上記実施例においては管路気中送電線のシース
電流に誘起される磁界を検出しているが、導体電流に誘
起される磁界を検知対象とすれば、他の送電線において
も本願発明は適用可能である。Further, although the magnetic field induced by the sheath current of the pipeline air transmission line is detected in the above-mentioned embodiment, if the magnetic field induced by the conductor current is detected, the present invention can be applied to other transmission lines. Is applicable.
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、従来のCT方式のCT
に代えて光学的磁界センサを用い、この磁界センサを用
いて送電線電流が誘起する磁界の変化を光信号の形態で
検出した後電気信号に変換し、区間両端の一方端から他
方端へこの得られた電気信号に対応する信号を送信し、
他方端側で区間両端における送電線電流の位相の相関関
係を検出し地絡の有無および地絡の発生区間の同定を行
なうように構成しているので、小形で簡単な装置構成で
判別区間距離を大きくすることができ、かつ誤判断のな
い確実な地絡の有無および地絡区間の判定が可能である
ばかりでなく装置の故障自己診断をもすることができる
事故区間検出装置を実現することができる。[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, the CT of the conventional CT method is used.
Instead of this, an optical magnetic field sensor is used, and the change in the magnetic field induced by the transmission line current is detected in the form of an optical signal using this magnetic field sensor and then converted into an electrical signal, which is transferred from one end of the section to the other end. Transmitting a signal corresponding to the obtained electric signal,
The other end is configured to detect the correlation of the phase of the transmission line current at both ends of the section and identify the presence or absence of a ground fault and the section where the ground fault has occurred. To realize an accident section detection device that can increase the size of the fault and can reliably determine the presence / absence of a ground fault and the ground fault section without misjudgment, and also can perform self-diagnosis of a device failure. You can
第１図はこの発明の一実施例である事故区間検出装置の
構成を示す図である。第２図は第１図に示される光学的
磁界センサの原理を示す図である。第３図は第１図の光
学的磁界センサの構成を示す図である。第４図はこの発
明において用いられる磁界センサの回路構成を示す図で
ある。第５図は第１図の判別装置の構成を示すブロック
図である。第６図は第１図の地点A,Bにおける電流波形
と信号処理回路の出力信号波形との関係を一覧にして示
す図である。第７図は正常時および区間Ｌ内での地絡発
生時における第５図の差動アンプおよび積分器の出力波
形を示す図である。第８図はこの発明の他の実施例であ
る信号処理回路の構成を示すブロック図であり、装置の
故障の自己診断を可能にするための構成を示す図であ
る。 図において、１はGIL、2,2a,2bは光学的磁界センサ、4
a,4bは信号処理回路、５は判別装置、6a,6bは増幅器、
７は排他的論理和回路、８は積分器、９は比較器、10は
AND回路、12は表示装置、30はリレー回路、50は電流情
報伝送装置、51は電流情報受信装置である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an accident section detection device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the principle of the optical magnetic field sensor shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the optical magnetic field sensor of FIG. FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of the magnetic field sensor used in the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the discriminating apparatus of FIG. FIG. 6 is a diagram showing a list of relationships between current waveforms at points A and B in FIG. 1 and output signal waveforms of the signal processing circuit. FIG. 7 is a diagram showing output waveforms of the differential amplifier and the integrator of FIG. 5 at the normal time and when a ground fault occurs in the section L. FIG. 8 is a block diagram showing the structure of a signal processing circuit according to another embodiment of the present invention, which is a structure for enabling self-diagnosis of a device failure. In the figure, 1 is GIL, 2, 2a and 2b are optical magnetic field sensors, 4
a and 4b are signal processing circuits, 5 is a discriminator, 6a and 6b are amplifiers,
7 is an exclusive OR circuit, 8 is an integrator, 9 is a comparator, 10 is
An AND circuit, 12 is a display device, 30 is a relay circuit, 50 is a current information transmission device, and 51 is a current information reception device. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
フロントページの続き (72)発明者 位▲高▼ 光司 大阪市此花区島屋１丁目１番３号 住友 電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 藤枝 敬史 大阪市此花区島屋１丁目１番３号 住友 電気工業株式会社大阪製作所内 (56)参考文献 特開 昭49−45340（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−3075（ＪＰ，Ａ)Front page continuation (72) Inventor's rank ▲ High ▼ Kouji, 1-3-1 Shimaya, Konohana-ku, Osaka City, Sumitomo Electric Industries, Ltd. (72) Inventor, Takashi Fujieda 1-3-1, Shimaya, Konohana-ku, Osaka Issue Sumitomo Electric Industries, Ltd. Osaka Works (56) References JP-A-49-45340 (JP, A) JP-A-61-3075 (JP, A)
Claims (6)
の装置であって、 前記送電線の定められた区間の両端の各々に設置され、
前記送電線を流れる電流により誘起される磁界を光信号
に変換する磁界−光信号変換手段と、 前記磁界−光信号変換手段の各々に対して設けられ、対
応する磁界−光信号変換手段からの光信号を電気信号に
変換する光−電気変換手段と、 前記定められた区間の一方端の光−電気変換手段からの
電気信号を受け、該受けた電気信号に対応する光信号に
変換して前記定められた区間の他方端へ該光信号を伝達
する電流情報送信手段と、 前記定められた区間の他方端側に設けられ、前記電流情
報送信手段から伝達された光信号を受けて、該受けた光
信号に対応する電気信号を発生する電流情報受信手段
と、 前記定められた区間の他方端側の光−電気変換手段から
の電気信号と前記電流情報受信手段からの電気信号との
位相差を検出し、該検出結果に従って地絡事故発生区間
の判定を行なう事故区間判定手段とを備える、電力設備
用事故区間検出装置。1. A device for detecting a ground fault accident occurrence section of a power transmission line, which is installed at each of both ends of a predetermined section of the power transmission line,
A magnetic field-optical signal converting means for converting a magnetic field induced by a current flowing through the power transmission line into an optical signal, and a magnetic field-optical signal converting means provided for each of the magnetic field-optical signal converting means. An optical-electrical converting means for converting an optical signal into an electrical signal, and an electrical signal from the optical-electrical converting means at one end of the defined section, and converting it into an optical signal corresponding to the received electrical signal. A current information transmitting means for transmitting the optical signal to the other end of the defined section, and an optical signal transmitted from the current information transmitting means provided on the other end side of the defined section, A current information receiving means for generating an electric signal corresponding to the received optical signal, a position of the electric signal from the optical-electrical converting means and the electric signal from the current information receiving means on the other end side of the defined section. Phase difference is detected and the detection result And a fault section determination means for determining a section in which a ground fault accident has occurred according to the present invention.
比較手段とを含む、特許請求の範囲第１項記載の電力設
備用事故区間検出装置。2. The accident section determination means includes circuit means for taking an exclusive OR of given electric signals, integration means for integrating the output of the circuit means, and reference potential of the output of the integration means set in advance. The electric power equipment accident section detection device according to claim 1, further comprising: comparison means for comparing with the above.
出手段と、前記地絡検出手段の出力と前記比較手段の出
力とに応答して前記地絡の地点が前記定められた区間の
内または外であることを表示する手段をさらに備える、
特許請求の範囲第１項または第２項記載の電力設備用事
故区間検出装置。3. A ground fault detection means for detecting the occurrence of a ground fault of the power transmission line, and the ground fault point is determined in response to an output of the ground fault detection means and an output of the comparison means. Further comprising means for indicating that the area is inside or outside the section,
The accident section detection device for electric power equipment according to claim 1 or 2.
電気変換手段の故障の有無を検出する故障検出手段をさ
らに備える、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
れかに記載の電力設備用事故区間検出装置。4. The magnetic field-optical signal converting means and the light-
The fault section detection device for electric power equipment according to any one of claims 1 to 3, further comprising failure detection means for detecting whether or not there is a failure in the electrical conversion means.
ンサで構成され、前記故障検出手段は、前記定められた
区間の両端の各々に設置された光学的磁界センサに各々
位相の異なる商用周波数の光を供給する手段を備える、
特許請求の範囲第４項記載の電力設備用事故区間検出装
置。5. The magnetic field-optical signal conversion means is composed of an optical magnetic field sensor, and the failure detection means is a commercial circuit having different phases from the optical magnetic field sensors installed at both ends of the defined section. Comprising means for supplying light of frequency,
The accident section detection device for electric power equipment according to claim 4.
段出力を送信する手段をさらに備える、特許請求の範囲
第４項または第５項に記載の電力設備用事故区間検出装
置。6. The electric power equipment accident section detection device according to claim 4, wherein the current information transmission means further includes means for transmitting the output of the failure detection means.
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|---|---|---|---|
| JP61218689A JP2551564B2 (en) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | Accident section detection device for power equipment |
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